[发明专利]银添加铋锶钙铜氧固体自润滑材料的摩擦学应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温超导固体自润滑复合材料的摩擦学应用，特指Ag添加高温超导体Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x(Bi2223)固体自润滑复合材料在低温、高载荷、真空、强氧化、强辐射等特殊工况的减摩耐磨和润滑方面的应用。

背景技术

在一些极端工作条件，例如超低温下，目前低温特性最好的润滑油也只能在-70℃前后使用，在更低温度下因润滑油固化丧失润滑能力而只能采用固体润滑，实际中多采用MoS₂和PTFE作为固体润滑剂，但MoS₂不耐氧化，在氧化气氛和潮湿环境中的润滑能力大幅下降，PTFE不能承受重载。因此关注极端工况条件下材料的摩擦磨损和润滑问题以及开发新型固体润滑材料是非常必要的。

B₂Si₂Ca₂Cu₃O_x(B2223)属于氧化物陶瓷，耐高温，抗腐蚀，高强度，600℃以上高温表现出良好的润滑性能，陶瓷脆性和常温下的润滑性能有待改善。有文献报道添加金属Ag、Pb等不影响YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)的超导电性，同时可以改善陶瓷脆性。由于高温超导材料YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)的超导转变温度Tc>90K，液氮温度就可实现超导，液氮是制氧的副产品，与液氦相比用液氮实现超导，使用成本大幅降低(50倍)，因此研究高温超导材料的摩擦学特性有很强的理论意义和实用价值，目前国内外关于研究高温超导材料的摩擦学特性的文章较少，利用Ag添加B₂Si₂Ca₂Cu₃O_x固体自润滑复合材料的摩擦学性能的报道还未发现。

中国专利CN101121605A也公开了一种高温超导材料在耐磨减摩方面的应用，其利用粉末冶金法制备出高温超导陶瓷YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)基体中添加金属Ag的复合材料，与其相比，本发明中应用的B₂Si₂Ca₂Cu₃O_x高温超导体的超导转变温度要更高，达到110K，更具有应用价值，而且本发明中所应用的B₂Si₂Ca₂Cu₃O_x高温超导体晶体的片层结构更为明显，在常温和低温条件下较YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)能更有效地降低摩擦系数，并且更稳定，但是B₂Si₂Ca₂Cu₃O_x的制备过程中容易出现杂相，从而影响到超导体的超导性能，这也是本发明需要解决的一个技术问题。

发明内容